前生评价量表的研发及其嵌入科学探究教学的案例研究*——以《熔化与凝固》为例

徐王熠|杭州师范大学经亨颐教育学院

胡晴霞|浙江省杭州市西湖区教育发展研究院

蒋永贵|杭州师范大学经亨颐教育学院

一、前生评价量表的含义与意义

前生评价量表是在学生开启探究任务前由师生共生的评价量表，是实施课堂探究教学时应用的一种评价工具。前生评价量表注重运用PTA 检核量表来引领和促进科学探究。相较于前置量表，PTA 检核量表具有生成性，学生需要在教师的组织或引导下进行自主或合作学习才能生成，进而基于生成的量表进行科学探究。

这种评价实施方式需要学生思考如何建构科学可行的PTA检核量表，具有一定的思维深度。在科学探究教学中运用前生评价量表进行评价，实际上是在学习进程中融入以学生为主体的评价环节，即让学生建构评价标准、开展自评与互评，并以此作为深度学习的撬动点。因此，前生评价量表的实施能够有效促进学生对科学探究的理解，保证科学探究学习的有效开展。

二、前生评价量表的研制

前生评价量表的研制主要包括四个环节：决定评价的指标、确定评价指标的主要要素、制订易检测的质量标准、叙写PTA 检核量表。而在进行量表的研制前，我们还需确定学习目标及科学探究任务。

以浙教版义务教育教科书《科学》七年级上册第四章第5节《熔化与凝固》为例，笔者基于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中的相关内容要求，以及教材解读、学情分析等，确定如下学习目标。

学习目标1：通过对海波、蜡熔化过程的探究，能够归纳出固体熔化的条件，并准确描述不同物质熔化过程的特点。

学习目标2：能够根据物体熔化过程的特点判断晶体与非晶体。

学习目标3：能够举例说明固体熔化会吸热、凝固会放热。

其中，针对“学习目标1”，我们可采用前生评价量表予以实现。为达成该目标，学生需要观察并记录海波与蜡熔化过程中多个时刻的温度，并通过图像法处理分析实验数据，从而归纳得出结论。针对这一科学探究任务，笔者按照研制科学探究评价工具的可视化技术路径［1］，引导学生共同研制相应的评价量表。

（一）决定评价的指标

评价的指标是教学评价工作的操作规程，它规定了评价的对象，即“评价什么”［2］。就科学探究而言，学生的科学探究能力应是科学探究评价的定星盘和方向标［3］。换言之，我们所要确定的评价指标应指向科学探究中的学生，要能促进其能力发展。

数据处理与分析是前述探究任务中最关键的一环，决定了学生能否从无序的数据中找到规律，并最终归纳形成科学概念及规律。同时，对于七年级学生而言，运用图像法进行数据处理和分析是难点，也是其科学探究能力发展的关键点。此外，在学习该内容之前，学生已经在学习“物质的密度”内容时运用过图像法，具有一定的基础。因此这节课可以将数据处理与分析作为评价的指标，并应用前生评价量表实施教学。

（二）确定评价指标的主要要素

评价的具体落点，要根据科学探究能力的内涵及外延对评价的指标进一步解构，这是评价可操作的前提条件。以数据处理与分析为例，就是针对实验记录的数据，运用数学的方法处理，看看是否存在规律或趋势。通常需将数据整理成表格或图像，以便更直观清楚地观察数据所反映的规律。因此，数据处理与分析的主要要素包括数据处理方式、数据分析视角、数据处理过程的客观性与真实性、数据处理与分析的操作规范性、分析结果的合理性与科学性等。

（三）制订各要素易检测的质量标准

各要素的质量标准即评价量表最终的评价标准，它是评价过程的直接参照物，学生及教师在科学探究时实际就是在对标各要素的质量标准，因此它需要满足易检测的要求。针对这节课数据处理与分析的主要要素，笔者制订如下五条易检测的质量标准。

一是采用图像法处理数据，即对数据处理方式进行评价。

二是要明确图像的横纵坐标轴所表示的科学意义，即对数据分析视角进行评价。换言之，学生只有明确横纵坐标分别表示时间和温度，后续所描的点才能反映出实验数据所表示的科学意义，这是数据分析、归纳规律的前提保障。

三是描点要真实、客观、完整地反映实验数据，即对数据处理过程的客观性及真实性进行评价。数据的客观与真实既是得出科学规律的必要条件，也是科学探究精神的体现。

四是要用平滑曲线将所描各点连接起来，即对操作规范性进行评价。

五是通过观察所作图像归纳出固体熔化的条件，以及不同固体熔化时的科学规律，即对分析结果的合理性及科学性进行评价。操作上，首先需要关注能否得出并表达、交流科学规律，其次需要关注表达、交流科学规律时有无对照图像进行说明，重在发展数据分析论证的证据意识。

（四）叙写PTA检核量表

简单来说，这一环节就是对前文所设计的各部分内容进行系统的有机加工，并按照规范的格式叙写PTA 检核量表。一个PTA 检核量表往往对应一个评价指标，包含该评价指标主要要素易检测的质量标准。此外，每一条评价标准后应留有足够空间，以便学习者对照各评价标准进行自评、互评与反思改进。

据此，以《熔化与凝固》一课为例，其数据处理与分析PTA检核量表详见表1。

表1 《熔化与凝固》数据处理与分析PTA检核量表

三、前生评价量表的应用

为有效发挥前生评价量表的促学作用，笔者建构了如图1所示的应用模式。

如前所述，《熔化与凝固》的“学习目标1”可采用前生评价量表的方式予以达成。按照如图1所示的模式，笔者设计了如下教学活动。

图1 前生评价量表嵌入科学探究教学的应用模式

（一）明确科学探究任务

这节课从生活情境“冰块与巧克力的熔化过程”引入，激发学生对生活中各种不同物质熔化条件及熔化过程特点的学习兴趣。在举例、描述大量物质的熔化过程之后，师生聚焦到这节课的探究问题：“固体熔化需要什么条件？不同的物质熔化时温度会如何变化？”学生围绕探究问题，建立简单的假设，并陈述理由。

教师提供实验仪器与材料，学生在教师引导下确定实验方案，梳理实验操作步骤，并明确核心任务：观察记录物质熔化过程中多个时刻的温度，并运用合理方式处理与分析数据，进而得到物质熔化的科学规律。

（二）共生任务评价量表

在完成实验数据的测量与记录之后，学生直面“如何进行有效的数据处理与分析”这一问题。教师既不能直接告知方法和要求，也不能继续让学生自主发挥，而是要通过启发、引导的方式，师生共生实验数据处理与分析的评价量表。

学生首先思考并尝试回答问题：直接观察表格中的数据能否得出结论？有没有更直观的方式？（大多数学生能够想到图像法）

在此基础上，学生进一步思考与讨论以下两个问题。

1.回顾物质质量与体积关系的数据分析过程，将表格中的数据转化成图像需要哪些步骤？每一步要做到哪些要点？

2.运用图像分析数据时还需要注意些什么？

教师则根据学生的学习表现，有针对性地进行启发、引导与讲授。

对这两个问题的讨论与回答，实际上就是学生在教师引导下重历“确定评价指标的主要要素”“制订各要素易检测的质量标准”这两个过程，由此最终可生成评价量表。回答问题的过程能极大地促进学生对数据处理与分析（图像法）的理解和掌握。

（三）对标进行科学探究

量表生成后，学生便可对照量表进行实验数据的处理分析。对照量表，学生基本能够明确首先应绘制坐标系，并确定横纵坐标轴的科学意义；其次是将表格中的数据规范绘制在坐标系中，并对应记录该过程中物质的状态；再次是用平滑曲线连接描点；最后是要能够结合证据归纳图像反映的科学规律。

在此过程中，学生也对照量表进行过程性评价，或及时纠正不当操作，或对量表进行完善。此外，学习小组内同伴之间也可对照评价量表互相进行评价，指出同伴的错误或不足，敦促其进行修改。如此，不仅数据分析与处理环节的科学性和规范性能得到保障，学生也能够更好地运用图像法处理数据。

（四）展评科学探究成果

最后是展示与交流环节，采用一个小组展示图像并描述其经过分析得到科学规律的过程，其他小组对照评价量表对该小组的汇报内容进行评价的方式进行。如有两星及两星以下的评价，还需说明理由并给出建议，汇报小组则根据评价结果进行反思与优化。其中，学生在表1最后一条标准上最易丢星，原因在于学生尚缺乏证据意识，常常脱离图像叙述其归纳的结论。

除展示与交流科学探究所发现的科学规律之外，学生还要进一步交流与分享这节课关于科学方法（例如图像法）的学习体会与心得，以此全面提升科学素养。

综上，应用前生评价量表进行探究教学，使学生在高质量完成科学探究活动的同时，归纳出图像法处理数据的一般要求，有助于学生进一步认识分析与论证的科学方法与思维，体会实事求是、基于证据的科学精神。依照自我调节学习理论，学生能够通过计划、自我表现、自我反思三个阶段，实现对学习整个过程的主动调节和控制［4］。前生评价量表，为学生提供了进行计划、自我表现以及自我反思的机会，整个过程都能激发学生的认知与元认知过程，强化学生自身于学习过程中的主体作用。当然，由于应用评价量表进行科学探究教学是一个复杂的综合性问题，学生发展学科核心素养也不可能一蹴而就，因此我们应在单元乃至学科视角下整体规划量表的研制与使用，开展更多的教学实践，在不断反思中前进。□◢